旱地驱动耙设计说明书

1、IBLQ型立式旱地驱动耙毕业设计IBLQ型立式旱地驱动耙毕业设计- -IBLQ型立式旱地驱动耙毕业设计IBLQ型立式旱地驱动耙毕业设计- -2 2 33 4 6 6 67 8 错误！未定义书签。 错误！未定义书签。 错误！未定义书签。 错误！未定义书签。 错误！未定义书签。 错误！未定义书签。 错误！未定义书签。 错误！未定义书签。 错误！未定义书签。 错误！未定义书签。 错误！未定义书签。 错误！未定义书签。 错误！未定义书签。 错误！未定义书签。 错误！未定义书签。 错误！未定义书签。 错误！未定义书签。 错误！未定义书签。 错误！未定义书签。 错误！未定义书签。 错误！未定义书签。1绪

2、论1.1引言1.2农业土壤耕作的作用与要求土壤耕作的作用耕整地农艺要求土壤耕整地机械2.整机结构设计分析2.1结构设计要求2.2旋刀的运动学分析 2.3刀盘分布设计 3 传动方案设计 3.1旱地立式驱动耙主体结构方案设计3.2传动比的分配功率分析4.1单盘作业扭矩与功率分析4.1.1单盘切削、破碎土壤所需的扭矩 4.1.2旱地驱动耙的功率消耗4.1.3传动过程的功率分配传动件的设计5.1轴的设计选择轴的材料轴上的功率P,转速n和转矩T确定轴的最小直径 5.1.4轴的强度校核 5.2轴承的选用和校核5.3精度要求驱动耙其它零部件设计6.1悬挂机构6.2箱体的设计6.3刀具的设计总结参考文献致 谢

3、1绪 论1.1引言我国是一个农业大国，要实现农业现代化， 首先要实现生产手段现代化。农 业机械化就是农业生产中产前、产中、产后全部实现机械化。其中，土壤耕作实 现机械化是减轻农业劳动强度、改善劳动条件、保证作业质量、提高土地单位面 积收获量和提高劳动生产率的重要手段。作为在农业生产中消耗于土壤耕作劳 力、动力比重很大的耕地机械就是一种通过机械化土壤耕作形成良好水、肥、气、热梯度，创造有利于作物生长发育的耕层构造要求的专用作业农机具。驱动式耕耘机械，在现代农业机械中形成了一个新兴品种。 此类耕耘机械由 拖拉机的动力输出轴通过传动系统将动力以扭矩的形式直接作用于工作部件，使之旋转或往复运动，以提高

4、切土能力并使土壤高度松土。其切土、碎土能力很 强，一次就能达到耕、耙几次的效果，耕后地表较为平整、且松软，且能 抢农时，减少拖拉机进地次数，降低作业成本，达到农艺要求。它对土壤 湿度的适应范围较大，因此，我国南方地区多用于秋耕稻茬种麦，水稻插 秋前的水耕水耙。在我国北方地区，用于大田作物的浅耕灭茬，起到秸秆 还田的作用。另外，还适于盐碱地种水稻的整地作业等。因此，近几年驱 动式耕耘机械的研究与使用有了很大的发展。目前世界各国生产的驱动式耕 耘机械主要有水平横轴式、立轴式、往复式和联合作业式几大类。水平横轴式旋耕机该类旋耕机的旋转轴辊与地面平行并与前进方向垂 直，其工作部件为安装在水平轴上的旋刀

5、， 旋刀在拖拉机动力输出轴驱动下， 垂 直切削土壤，达到切土和碎土的目的。 立轴式旋耕机 它是刀齿和刀片绕立轴旋转的旋耕机，其突出的功能是 可以进行深耕，一般能达到3035cm较深的能达到4050cm而且可使整个 耕层土壤疏松细碎，但前进速度较慢。目前在水田耕耘的机型有：立轴浆叶式旋 耕机、立轴爪式旋耕机（英国）、立轴笼式旋耕机（日本）、立轴转齿式旋耕机。 国内采用立轴式的旋耕机较少。1.2农业土壤耕作的作用与要求1.2.1 土壤耕作的作用农业生产的实质是通过作物的光合作用，对气候资源和土地资源的加 工。机械化土壤耕作，则是通过农机具对农田土壤的加工。机械化土壤耕作 不同于以人畜力为动力的土壤

6、耕作，因为它对土壤的控制和管理作用比以人畜为动力要大得多，也深刻得多。原苏联土壤学家和耕作学的创始人威廉 斯有句名言：“没有不良的土壤，只有不良的耕种方法”。他所指的耕种方法也包括土壤耕作在内。通过国内外土壤耕作方法的发展和多样化，也证 明土壤耕作可能使土壤环境变好，也可能使土壤环境变坏。农田土壤在自然力作用下呈现出自上而下的层次结构，从而导致土壤 的水、肥、气、热的层次梯度。这种层次的土壤结构和土壤因素的梯度， 有时对作物生育是有利的，有时是不利的。通过机械化土壤耕作，要创造 出有利于作物生育的土壤层次结构耕层构造，形成良好的土壤水、肥、 气、热的梯度。良好的耕层构造 （以土壤密度梯度或孔隙

7、梯度、三相比梯度 为指标）应在不同土壤农田中，具有充分协调多变气候对土壤的影响，以满 足各类作物生育对土壤生活因素的要求。因此，良好的耕层构造不是一成 不变的。机械化土壤耕作，创造良好的耕层构造，它和农业生态系统一样，也 是一个多目标、多因素、多变量的系统，既土壤一一作物一一大气一一机 器系统（SPAMC的复杂系统。农艺对土壤机械化耕整作业的中心任务要求是调节并创造良好的耕层 结构，适宜的三相（固相、液相和气相）比例，从而协调土壤水分、养分、 空气和温度状况，以满足作物生长的农艺要求。* 土壤翻耕的作用主要有：松碎土壤根据各地不同的气候条件和不同作物的要求，以及耕层土壤的紧实状 况，每隔一定时

8、期，需要进行土壤耕整作业，使之疏松而多孔隙；以增强 土壤通透性。翻转耕层通过耕翻将耕作层土壤上下翻转，改变土层位置，改善耕层理化及生物学性状，翻埋肥料、残茬、秸秆和绿肥，调整耕层养分的垂直分布，培 肥地力。同时可消灭杂草以及附着的某些病菌、害虫卵等，消除土壤有毒 物质。混拌土壤混拌土壤，将肥料均匀地分布在耕层中，使土肥相融，成为一体，改 善土壤的养分状况。并可使肥土与瘦土混合，使耕层形成均匀一致的营养 环境。1.2.2耕整地农艺要求*耕翻地有以下的农艺要求：适时耕翻，既能抢农时，又能保证作业质量；耕深适当，并符合农业技术要求，深度均匀一致；翻垡良好，无立垡、回垡，残株杂草要覆盖严密；耕后地面平

9、整松碎，无重耕、漏耕，尽量减少开闭垄，地头、地边 整齐；坡地耕翻时应沿坡度的等高线进行，以防雨后冲刷土壤，造成水土 流失。*整地有以下的农艺要求：+旱田整地作业的农业技术要求整地作业须适时，以利防旱保墒和提高整地质量；整地深度应符合农艺要求，深度一致、不漏耙、不漏压；整地后的地表平整，无垄沟起伏、碎土均匀，表层松软、下层密实;修筑畦田要做到地平、土碎、埂直；+水田整地作业的农业技术要求耙后土壤松碎，起浆好，能覆盖绿肥，田面平坦而无垄沟；在原浆田中以耙代耕作业时，应将稻茬直接压入糊泥中，灭茬起浆 性能良好。1.2.3 土壤耕整地机械(1)耕地机械*铧式(壁式)犁IBLQ型立式旱地驱动耙毕业设计I

10、BLQ型立式旱地驱动耙毕业设计- -IBLQ型立式旱地驱动耙毕业设计- -铧式犁是应用最普遍的一种耕地机械。其主要优点是翻转土垡、覆盖 杂草残茬和肥料，消灭病虫害等性能好，但碎土能力较差，耕后尚需进行 耙地作业。由于铧式犁使用最普遍，数量又最多，现已发展成为我国北方 与南方两种系列犁。圆盘犁圆盘犁工作部件是一个凹面圆盘。工作时，圆盘与前进方向偏一角度。 圆盘滚转前进时，前沿刃口切土，后部的凹面将土垡带着向后、向上运动， 并使之破碎、翻转。圆盘犁具有使用寿命长，刃口切割力强，不易拖堆堵塞，阻力较小的 优点。其缺点是圆盘犁的覆盖性能与沟底平整度不如铧式犁。(2)整地机械圆盘耙(轻型圆盘耙、重型圆盘

11、耙、缺口圆盘耙) 圆盘耙主要用于耕后碎土和播种前耙地。它的碎土能力较强，能切断 杂草残茬与搅土混肥，用于播前整地、收获后的浅耕灭茬作业或用于果园 林木和草牧场的田间管理。*钉齿耙齿耙其功能是碎土、松土、整平，有的也用来覆盖撒播的种子和将肥 混入土中。各种齿耙有一定的除草作用。*水田轧耙及联合耙这类耙在作业时，工作部件靠土壤阻力滚动前进，常用于水田耕后碎 土，使泥土搅混起浆便于插秧。我国南方的水稻区常用的水田轧耙多属滚 耙。以上整地机 械不论是旱地作业机 械还是水田作 业机械均为 被动式机 械，要达到预期的整地效果，需要进行多次重复作业，其生产效率低，为 了提高生产效率，整地机械日趋向驱动工作部

12、件发展。*水田驱动耙主要用于水田耕翻后的碎土整地作业，也可用在未耕地浅耕作业。其 工作部件与地面平行的水平轴旋转。一次作业相当于一般水田耙作业两遍 以上的质量，耙得细烂，表面松软，碎土率可达80 %以上。驱动耙都与拖拉机配套使用。由于驱动型机具可以充分利用拖拉机功率，能控制对土壤的作用强度，可满足多种耕作要求。旋耕机旋耕机是一种全悬挂并由拖拉机动力输出轴驱动的土壤耕作机具，其 工作部件为安装在水平轴上的旋刀，旋刀在拖拉机动力输出轴驱动下，垂IBLQ型立式旱地驱动耙毕业设计直切削土壤，达到切土和碎土的目的。旋耕机的切土、碎土能力很强，一次就能达到耕、耙几次的效果，耕 后地表较为平整、且松软，且能

13、抢农时，减少拖拉机进地次数，降低作业 成本，达到农艺要求。它对土壤湿度适应范围较大，因此，我国南方地区 多用于秋耕稻茬种麦，水稻插秋前的水耕水耙。在我国北方地区，用于大 田作物的浅耕灭茬，起到秸秆还田的作用。2.整机结构设计分析2.1结构设计要求本课题目的是设计满足农艺要求的高效率低能耗的旱地立式驱动耙 其设计要求如下:耕深设计耙深为h=15cm,调节范围1018cm,耙深一致；碎土程度沿地块对角线选择具有代表性的5个测点(每点面积为1m)，若测点耕层内有直径5cm以上的土块超过 5个时，即为碎土不良；尽量降低整机生产的成本，提高工作效率 其结构要求如下：符合FS 275的悬挂机构的几何尺寸要

14、求：符合FS 275拖拉机工作参数和功率输出轴的相关参数要求。 机车通过万向节将动力输入机具变速箱驱动旋刀转动，为了尽量减 小传动的不均匀性，机具与万向节之间的衔接点的位置设置不可过高。2.2旋刀的运动学分析旋刀在工作时的运动为复合运动，其中绕刀盘中心旋转的运动为相对运动，设圆周速度为 Vo，机组匀速前进运动为牵连运动，前进速度Vm-为旋刀旋转的角速度，则vo =，圆周速度与机组前进速度之比=Vl，入称为速度比。的大小对旋刀的运动轨迹及立式驱动耙的工作状 Vm况有重要影响，它确定了工作部件的运动轨迹如果旋刀以角速度转动，并以速度Vm前进，那么旋刀的端点 A的运动轨迹为余摆线（如下图） 。1仅是

15、旋刀在工作进程中不发生推土的必要条件，但是否能满足耙地疏 松土壤的需要，还取决于机器前进速度 Vm与旋刀工作转速的合理配合而当 1时，当刀具运动到一定位置时，就会出现 Vx 0的现象，即刀 具的绝对速度与机器的前进方向相反，因而能以刀刃切削土壤，其运动轨迹为余 摆线。本课题所取的二3.27满足刀刃一直切土的要求。2.3刀盘分布设计在允许的工作幅宽范围内机具横向放置六个刀盘，每个刀盘上对称放置两把旋刀，刀盘 2和刀盘5是主动刀盘，刀盘 1和刀盘3由刀盘2上的 齿轮驱动，刀盘 4和刀盘6由刀盘5上的齿轮驱动。刀盘 1、2、3的运动 相互关联组成一组，刀盘4、5、6运动相互关联组成另外一组，为了防止

16、两刀盘组在传动和工作过程中产生运动干涉，刀盘3和刀盘4之间余留一个20mm的间隙。为了减小或抵消刀盘在工作过程中前进时的横向分力（横向分力过大 TOC o 1-5 h z 会导致机具的横向振动，增大机具的损耗，增加机组工作的不平稳性），防止同组相邻两刀盘上的旋刀与旋刀之间的运动干涉，采取以下措施：1.主动刀盘（刀盘2和刀盘5 ）旋转方向相反（由机具的传动装置实现）；2.主动刀盘与相邻两刀盘呈60度夹角放置。此时刀盘2和刀盘5、刀盘1和刀盘4、刀盘3和刀盘6的运动是两两对称关系，每个刀盘产生的横 向分力正好被相对称的那个刀盘产生的横向分力相抵消。刀盘1刀盘2刀盘3刀盘4刀盘5刀盘6图3-2 :刀

17、盘分布示意图3传动方案设计3.1旱地立式驱动耙主体结构方案设计在满足农业机械设计要求和配套机车FS-275的挂接要求的前提下进行结构方案设计，并参考国内外旱地驱动耙产品数据和参考有关书籍，动力由万 向节输入，首先机具上需要设计一组变速箱使得转速由输入时的540r/min变成输出时的190r/min ;其次要求将万向节输入的水平方向的动力转变成 竖直方向的动力（由锥齿传动实现），再次实现主动刀盘相互间的反向传动。 为此在设计过程中拟定了以下三种方案：方案一：万向节输入动力传给两个圆柱齿轮（I级传动），这两个圆柱齿轮再将动力分别传递给左右两个圆锥齿轮（U级传动），圆锥齿轮组将水平方向的动力转变成竖

18、直方向的动力（川级传动），进而驱动旋刀的转动。齿轮的转速是在动力传递过程中实现的，两个主动刀盘相对应的反向转动 由圆锥齿轮的放置位置的不同而实现，具体情况见图5-3:结构设计方案一示意图。本方案的不足之处在于川级传动的传动轴采用的是悬臂支承结 构，当工作环境比较恶劣（多石土壤）时，会产生较大的振动和噪音，并会降低该机具的使用寿命。整机几何参数为：长（1654mm宽（450mn）、高（820mm 工作时万向节衔接点的位置离地面的高度（470mn、。aJil方案二：与方案一相似，也由三级传动组成，与方案一所不同的是在I级传动和U级传动之间放置了一个中间圆柱齿轮用以实现两个主动刀盘 相对应的反向转动，并且在U级传动的传动轴上安装了一个平衡机构，用 于弥补悬臂支承结构带来的不利影响。具体情况见图5-4:结构设计方案二示意图。整机几何参数为：长（1654mm宽（450mn）、高（910mm、工作时万向节衔接点的位置离地面的高度（470mn、。坊柯谟计方素二示色图方